Transfert des pesticides des sols vers les eaux souterraines en Martinique Groupe de travail : Protection de la ressource en eau vis-à-vis des pollutions diffuses Evènement : Journées délocalisées «Départements et Territoires d Outre Mer» Date : 13-14 octobre 2015 www.astee.org
Contexte Martiniquais Mise en place d un réseau de surveillance qualité des eaux souterraines depuis 2004 ; Contamination en plusieurs phytosanitaires à des teneurs pouvant dépasser la norme de potabilité de 0,1 µg/l. Peu de données sur le comportement des molécules en contexte tropical (type de sol, température, teneur en eau des sols ). Peu de données sur certaines molécules à usage spécifique. 2
SIESMAR Système d information des eaux souterraines de Martinique Partenaires : Région, DIREN 2005 2008 PETIT TITRE Toute l information hydrogéologique de la Martinique dans un système d information géographique Identification et caractérisations quantitatives (RP 55099 FR) Vulnérabilité intrinsèque des eaux souterraines (RP 56283 FR) Synthèse cartographique ( RP 56242 FR) Caractérisation physico chimique naturelle des eaux souterraines (RP 56266 FR) Description des masses d eau souterraine (RP 57345 FR) Synthèse et perspectives pour une mise en valeur et une gestion durable des eaux souterraines (RP 56537 FR) 3
Les études de transfert des pesticides en Martinique PETIT TITRE Processus de transfert des produits phytosanitaires du sol vers les eaux souterraines en Martinique Partenaires : Région 2006 2008 (RP 55955 FR et RP 56658 FR) Transfert de la chlordécone vers les eaux souterraines Partenaires : ODE, DEAL 2013 (RP 61767 FR) OPAC : Observatoire des Pollutions Agricoles aux Antilles Partenaires:BRGM/CIRAD/INRA/IRD 2012 2015 4
Cartographie des risques de contamination des eaux souterraines Partenaires : ODE, ONEMA 2013 (RP 61976 FR) PETIT TITRE 7 molécules étudiées : 2,4D, chlordécone, diuron, glyphosate, propiconazole et S métolachlore 2horizons (0 30 et 30 60 cm) de 8 sols Martiniquais (4andosols,2ferrisols, 1 nitisol et 1 vertisol) 4 matériaux géologiques : ponce, nuée ardente, andésite saine et lave totalement argilisée 5
Constantes d adsorption : 400 300 Quel que soit l horizon de sol : oxamyl < (2.4D / S métolachlore) < diuron < propiconazole < chlordécone < glyphosate 200 100 0 Propiconazole Glyphosate Chlordécone 2.4-D Diuron Oxamyl SMOC À l exception du glyphosate / altérite, peu d adsorption sur les matériaux géologiques 6
Paramètres clés pour l adsorption : Matrice de corrélation (Pearson) : Variables argile (%) limons sables ph eau one organiquecec (meq/100g Kf SMOC Kf propiconazolkf glyphosatekf chlordecone Kf 2.4D Kf diuron Kf oxamyl argile (%) 1-0.412-0.908-0.188-0.605 0.326-0.317-0.358-0.546-0.554-0.592-0.425 0.024 limons -0.412 1-0.006-0.363 0.428 0.455-0.083-0.061 0.763 0.237 0.295-0.058-0.071 sables -0.908-0.006 1 0.396 0.427-0.560 0.359 0.388 0.238 0.462 0.475 0.467-0.006 ph eau -0.188-0.363 0.396 1-0.358-0.231 0.332 0.222-0.238-0.016-0.370 0.311 0.374 carbone organ -0.605 0.428 0.427-0.358 1-0.151 0.530 0.625 0.606 0.880 0.945 0.553 0.134 CEC (meq/10 0.326 0.455-0.560-0.231-0.151 1-0.032-0.069 0.206-0.140-0.204-0.346 0.075 Kf SMOC -0.317-0.083 0.359 0.332 0.530-0.032 1 0.984 0.068 0.778 0.526 0.719 0.674 Kf propiconaz -0.358-0.061 0.388 0.222 0.625-0.069 0.984 1 0.134 0.831 0.640 0.727 0.630 Kf glyphosate -0.546 0.763 0.238-0.238 0.606 0.206 0.068 0.134 1 0.491 0.451 0.210 0.034 Kf chlordecon -0.554 0.237 0.462-0.016 0.880-0.140 0.778 0.831 0.491 1 0.804 0.615 0.350 Kf 2.4D -0.592 0.295 0.475-0.370 0.945-0.204 0.526 0.640 0.451 0.804 1 0.488 0.128 Kf diuron -0.425-0.058 0.467 0.311 0.553-0.346 0.719 0.727 0.210 0.615 0.488 1 0.481 Kf oxamyl 0.024-0.071-0.006 0.374 0.134 0.075 0.674 0.630 0.034 0.350 0.128 0.481 1 Les valeurs en gras sont différentes de 0 à un niveau de signification alpha=0.05 Pour l oxamyl pas de paramètre clé identifié Pour toutes les autres molécules : importance +/ marquée de la teneur en carbone organique 7
Suivi de la dégradation / minéralisation: Incubation à 25 C Suivi de la dégradation pendant 106 à 127 jours La chlordécone n a été minéralisé dans aucun des 8 sols Les temps de demi vies estimés sont de quelques jours à environ 100 jours 8
Méthodologie retenue pour la spatialisation Spatialisation de la pression par molécule Historique de la sole agricole (1970, 1980, 1992, 2001, 2006 et 2009) Pas de hiérarchisation possible (cultures, saisons) Pas d information sur les quantités appliquées Molécules Cultures 2,4 D Canne à sucre CLD Banane Diuron Ananas, Banane, Canne à sucre Glyphosat e Tout le territoire hors zones urbaines et forêts Oxamyl Propico. SMOC Ananas, Banane Banane, Maraîchage (usage détourné) Ananas, Canne à sucre 9
Méthodologie retenue pour la spatialisation : Spatialisation de l indice de GUS à partir de la carte pédologique et résultats expérimentaux Classes de valeurs Note GUS GUS 1,2 1 1,2 < GUS 1,8 2 1,8 < GUS 2,6 3 2,6 < GUS 3,3 4 GUS > 3,3 5 10
Méthodologie retenue pour la spatialisation : Spatialisation de l index AFT index AFT 11
Méthodologie retenue pour la spatialisation : Pris en compte de la vulnérabilité intrinsèque des eaux souterraines 3 résultats cartographiques: GUS / vulnérabilité AFT seul AFT / Vulnérabilité Confrontation à la qualité des eaux souterraines (BRGM, ARS) 12
GUS vs AFT 2 approches non satisfaisantes pour le glyphosate GUS inadapté pour la chlordécone et l oxamyl Différences fonction des conditions d infiltration pour propiconazole, 2,4 D, diuron et S métolachlore La méthode «AFT / Vulnérabilité» apparaît globalement comme la plus pertinente des trois testées 13 > 13
Résultats cartographiques et limites de l étude Les cartes ne doivent pas être utilisées comme des outils prédictifs : La transposition au terrain des valeurs obtenues en laboratoire (koc et DT50) est discutable Approche simplifiée pour caractériser les pressions (période d application, quantités, travail du sol) Un jeu de valeurs unique a été affecté à chaque grand type de sol (valeurs moyennes, cf. andosols et ferrisols) Non prise en compte de la ZNS (incertitude sur l étude de la dégradation) Voies d infiltration et de circulation rapides des eaux ne peuvent être appréhendées 14 > 14
Conclusions Adsorption dans les sols de surface : oxamyl < (2,4 D / SMOC) < diuron < propiconazole < chlordécone < glyphosate Selon les sols et les molécules, les demi vies estimées sont de quelques jours à environ 100 jours. Pas de dégradation pour la CLD La méthode «AFT / Vulnérabilité» présente les meilleurs résultats Spatialisation au prix d hypothèses simplificatrices : Pas un outil prédictif! 15 > 15
Perspectives Actualisation / Amélioration envisageable carte du carbone organique (IRD) données sols alluvionnaires informations plus détaillées sur l utilisation des différents phytosanitaires Amélioration des connaissances hydrogéologiques (modalités de transfert, ZNS) 16 > 16